YOLOv8进行改进并训练自定义的数据集

Posted 2023-03-29 江小白jlj

一.训练数据集准备

        YOLOv8的训练数据格式与YOLOv5的训练数据格式一致，这一部分可以进行沿用。之前博文有发布VOC标注格式转YOLO标注格式的脚本，有需要可以查看。

二.项目克隆

        YOLOv8项目文件可以直接去github上下载zip文件然后解压，也可以直接Git克隆。项目官方地址

三.训练前准备

        这一部分首先保证机子上安装好了深度学习环境（可以跑YOLOv5就行）。

        下一步用Pycharm打开YOLOv8项目，打开项目的终端，输入

pip install -r requirements.txt

         到这里。如果按照官方的操作指南需安装ultralytics这个包（我认为，这也是YOLOv8相较于YOLOv5区别最大的地方），但是如果大家要对YOLOv8做出改进，这里可能会出现问题。因此，我推荐大家不要执行这一步操作（如果不需要对YOLOv8做出改进，可以按照官方的指南进行操作）。

四.模型训练

        第一、需要创建数据集的yanl文件

 NWPU VHR-10 dataset/split_data

        train

                images

                        000001.jpg

                        000002.jpg

                        000003.jpg

                        ......

                labels 

                        000001.txt

                        000002.txt

                        000003.txt

                        ......

        val

                images

                        ......

                labels

                        ......

        test

                images

                        ......

                labels

                        ......

        第二、下载YOLOv8的预训练权重文件（这一步也可以不需要）

        链接地址

        第三、添加自定义模块（这里如果不对YOLOv8进行改进可以直接看第五步） 

        比如这里我要在YOLOv8的基础上添加CBAM注意力模块，首先打开modules.py，在下方添加CBAM注意力模块的代码实现。

        再打开task.py，在对应位置添加CBAM模块的声明

 

        第四、根据自己设计的网络结构修改yaml文件 

        比如这里我将YOLOv8中部分的C2f模块替换为C3模块。

         第五、开始训练

        这里也是和YOLOv5有着较大的差别，在YOLOv8中train、val和test的参数设置都是依赖于default.yaml这个文件，因此在对参数设置进行修改前，建议先对该文件进行备份。

        这里进行切换任务与模式。

        这里需要注意，在YOLOv5中是同时包含--weights预训练权重文件和--cfg模型文件，预训练权重（.pt）是由官方提供，模型文件（.yaml）是自己修改的文件，并在训练中导入相同层的权重信息。而在YOLOv8中，只有--model这一个参数设置，且同时允许.pt文件与.yaml文件的接受处理。因此，这里的话，我建议用yaml文件，因为这样我们才能载入我们自己设计的网络结构（注：从目前的实验来看，只导入yaml文件也能进行迁移学习，载入预训练权重文件）。--data存放我们数据集的yaml文件。其他参数可以根据自己的需求自己设定（注：这里发现YOLOv8在训练时GPU的内存占用比YOLOv5的大许多，有bug。部分博主说可通过减少workers来缓解此类现象）。

# Train settings -------------------------------------------------------------------------------------------------------
model:  # path to model file, i.e. yolov8n.pt, yolov8n.yaml
data:  # path to data file, i.e. i.e. coco128.yaml
epochs: 100  # number of epochs to train for
patience: 50  # epochs to wait for no observable improvement for early stopping of training
batch: 16  # number of images per batch (-1 for AutoBatch)
imgsz: 640  # size of input images as integer or w,h
save: True  # save train checkpoints and predict results
cache: False  # True/ram, disk or False. Use cache for data loading
device:  # device to run on, i.e. cuda device=0 or device=0,1,2,3 or device=cpu
workers: 8  # number of worker threads for data loading (per RANK if DDP)
project:  # project name
name:  # experiment name
exist_ok: False  # whether to overwrite existing experiment
pretrained: False  # whether to use a pretrained model
optimizer: SGD  # optimizer to use, choices=['SGD', 'Adam', 'AdamW', 'RMSProp']
verbose: True  # whether to print verbose output
seed: 0  # random seed for reproducibility
deterministic: True  # whether to enable deterministic mode
single_cls: False  # train multi-class data as single-class
image_weights: False  # use weighted image selection for training
rect: False  # support rectangular training if mode='train', support rectangular evaluation if mode='val'
cos_lr: False  # use cosine learning rate scheduler
close_mosaic: 10  # disable mosaic augmentation for final 10 epochs
resume: False  # resume training from last checkpoint
min_memory: False  # minimize memory footprint loss function, choices=[False, True, <roll_out_thr>]

        最后，运行train.py即可。

python train.py

五.模型验证与测试

        模型的验证与测试步骤基本和训练一样，先修改验证/测试的设置，也是在default.yaml中，然后执行val.py和predict.py即可